机电一体化系统设计简答题

15、他励式直流电动机电枢接额定电压情况下空载运行，如果励磁线圈突然断线，电机
是否会停转?为什么?
不会，若励磁绕组断开，励磁电流为零，主磁通会迅速下降，因感应电动势很小，电枢电流迅速增大，超过额定值。转速会迅速上升至非常大，造成“飞车”。
16、怎样控制步进电动机输出轴的角位移、转速及转向?
步进电动机是脉冲电动机，它将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动。每输入一个脉冲，输出轴转动一步。因此，输出的角位移正比输入脉冲的个数，转速正比于输入脉冲的频率，转向取决于各相绕组通电的顺序。
将位置传感器安装在伺服电动机轴（或滚珠丝杆）上，间接测量工作台位移，环内不包含机械传动部件的闭环伺服系统。
特点:可以避免传动机构非线性引起系统产生极限环和爬行震荡，比全闭环系统容易实现，可节省投资。
43、数控机床通常采用插补器生成运动控制指令，其中插补的概念是什么?
插补的感念就是产生一系列固定长度的步距，近似不能直接到达几何图形，使得刀轨路径的最大偏差保持在一个步长以内。
14、试说明滚珠丝杠螺母副传动装置的优缺点。
滚珠丝杆螺母副是一种高精度的传动装置。它采用滚动摩擦螺旋取代了滑动摩擦螺旋，具有磨损小、传动效率高、传动平稳、寿命长、精度高、升温低等优点。由于滚珠丝杆螺母副具有运动摩擦小，便于消除传动间隙等突出优点，他给机电一体化系统的性能改善带来了巨大的益处。缺点：不能自锁，用于升降传动是需另加缩紧装置。
单极性驱动电路是最基本的驱动电路形式。功率晶体管的导通与关断使各相绕组的电流导通和截止；单极性驱动电路适用于反应式步进电动机；双极性驱动电动机采用四个晶体管作为开关元件来控制相绕组电流，这步进可控制电流通断，还可以控制相电流方向；双极性驱动电流适用于混合式或永磁式步进电动机。
42、半闭环控制系统的定义及特点是什么?
36、处理“机”与“电”关系采用哪些设计思想?
替代机械系统；简化机械系统；增强机械系统；总和机械系统。
37、机电一体化系统设计过程包括哪些内容?
市场调研、需求分析和技术预测；概念设计任务书；初步设计；方案设计评估与优化；详细设计和参数核算；完成全部设计文件。
38、试说明液体动压支承的工作原理。
所谓dda法：采用数字量表示速度、加速度及位置坐标；将加速度到速度，速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似数值积分；产生增量式的运动控制指令；驱动步进电动机实现要求的运动。
48、简要比较反应式电动机与永磁式电动机的优缺点？
反应式步进电动机，结构简单，步距角较小（0.36度-7.5度），启动和运动频率及较高，但消耗功率较大，断电时无定位转矩；永磁式步进电动机，断电时有定位转矩，消耗功率较小，但步距角较大（7.5度-18度），启动和运行频率较低，并需要正负脉冲供电。
17、什么叫作步距角?它与哪些因素有关?若系统的步进电动机选定以后，还想进一步
减小步距角，可采用何种方法?
步进电动机没出入一个脉冲，转子转动一步，每步转过的角度称为步距角。用公式表示为
式中 为转子齿数，m为绕组相数，c为通电方式系数：单拍制层c=1，双拍制层c=2.由公式可知， 与 ，m、c成反比。即 、m、c越大， 越小，电机运行越平稳。当电机选定以后， 、m即固定不变。要想减小 ，可选用双拍制运行，或进一步采用减速传动或细分驱动。
极端情况下，机械的功能可以完全由微处理机和执行器取代，从而是机械产品变成点子产品。如电子表、自动驾驶舱等。
33、简述步进电动机单极性驱动电路的组成及工作原理。
步进电动机单极性驱动电路中，晶体管开关由脉冲分配器产生
的脉冲控制，从而使各相绕组的电流导通和截止。还应有限流电阻和续流二极管。
8、 描述顺序控制的方法有哪些种？
描写顺序控制的方法包括：语句表、流程图、梯形图、顺序功能图、状态图、过程定时图以及逻辑语句。
9、机电一体化系统设计指标大体上应包括哪些方面?
应包括系统功能、性能指标、使用条件、经济效益。
10、步进电动机常用的驱动电路有哪几种类型?其中哪种电路适于永磁式步进电动机?
1、 机电一体化设计中，增强机械系统的思想是什么？
将正常设计的机械与闭环控制回路相结合，可以实现增强机械系统的运动速度、精度以及柔性。有关部件可以做得更轻、惯量更小。
2、 简述步进电动机双极性驱动电路的组成及原理
26、全闭环控制系统的定义及特点是什么?
伺服系统中，当位置传感器安装于输出轴上时，传感器直接测量工作台移动，这种直接测量的系统称为全闭环系统。特点：对输出进行直接控制，可以获得十分良好的控制精度。但受机械传动部件的非线性影响严重，只要在要求高精度的场合，才采用全闭环系统。
27、什么是数字微分分析法?
位置由参考脉
冲数决定。
12、什么是PLC的扫描工作制?
PLC的扫描工作制，即检测输入变量、求解当前控制逻辑以及修正输出指令。重复进行。
13、机电一体化的所渭“4A革命”是指什么?
工厂自动化、办公自动化、家庭自动化、社会服务自动化。
24、什么是步进电动机?其转速、转角取决于什么?
步进电动机又称脉冲电动机。它采用变磁阻原理产生电磁转矩，将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动；步进电动机的转速取决于输入脉冲频率；步进电动机的转角取决于输入脉冲个数。
25、对步进电动机驱动电路有什么要求?
对步进电动机驱动电路有如下要求：能够提供快速上升或下降的电流，是电流波形尽量接近矩形；具有截止期间释放电流的回路；功耗尽量低，效率要高。
44、机电一体化产品设计中需要贯彻哪些设计思想？
整体系统的设计思想；机电融合的设计思想；注重创新的设计思想。
45、简述典型机电一体化系统中的测量模块的功能及组成。
功能：采集有关系统状态和行为信息；组成：有传感器、调理电路、变换电路等组成。
液体动压支撑的工作原理是斜板承载机理；若两平面之间的油液成楔形，二者相对运动时，将产生压力，从而可以承载。
39、什么是直流伺服电动机?它有怎样的工作特点?
是一种受输入电信号控制，并作出快速响应的电动机；堵转转矩与控制电压成正比，转速随转矩的增加而近似线性下降，调速范围宽，当控制电压为零时能立即停转。
46、消除齿轮间副传动间隙有哪些主要措施？
消除齿轮副传动间隙有刚性调整法和柔性调整法。刚性调整法包括调整中心矩法、选择转配法、带锥形齿轮法以及斜齿轮法。柔性调整法主要通过在双齿轮中间加入弹性元件，使双齿轮分别贴紧其啮和齿轮内的两侧，以消除啮合间隙。如拉簧消除间隙结构、压簧消除间隙结构。
47、简述用数字微分分析法（DDA）控制步进电动机运动的原理。
采用数字量表达加速度、速度计位置坐标，将加速度和速度到位置的积分表达式，采用求和的方法进行近似值积分，从而产生增量式运动控制指令。
28、计算机集成制造系统
计算机集成制造系统是指通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一接成一个大系统，实现全厂自动化。
29、支承件的静刚度
49、闭环私服系统由哪几部分组成？
由控制器、受控对象、反馈测量装置以及比较器等组成。
50、线性系统、定常系统
输入和输出满足线性叠加原来的系统称为线性系统。数学模型中的所有系数都为常量的系统称为定常系统。
20、机电一体化系统中，机械受控模块的作用是什么?
机械受控模块代表系统的机械结构，又称执行模块。其主要功能是承载、传递力和运动。机械受控模块的输入由驱动模块和环境参数定义的条件一起提供。输出由测量
模块接收、并转换为相对应的电信号。
4、 描写事件驱动过程常用什么方法？
梯形图是描述事件驱动过程的最普遍的图形表示法。布尔代数方程是代表梯形图中梯级的另一种方法。
5、 简述机电一体化设计中，“简化机械系统”的设计思想是什么？
机械系统可采用机电一体化方法加以简化。依靠微处理机和执行器可以提供诸如轮廓、速度计定位控制任务的功能。
6、 简述步进电动机细分驱动电路的原来及作用。
34、如何消除因截断误差造成的积累误差?
处理截断误差的一种方法就是保留截断误差，等待它们积累到显著值时，修正整数部分，这样就可以消除积累误差。
35、简述描写时间驱动顺序过程经常采用的方法。
为了描述时间驱动顺序过程，经常采用语句表和过程定时图这两种方法。语句表分步骤列写顺序；顶视图在同一时间轴上画出个操作的状态。
支承件的静刚度是指支承件产生的静变形与承受的静载荷之比。
30、测量中的量程
测量中的量程是Leabharlann 由可测变量值的下限与上限的定义，量程包含下限和上限之间的所有值。
31、直流伺服电动机的调节特性
直流伺服电动机的调节特性是指电磁转矩恒定时，电动机转速随控制电压变化的关系。
32、机电一体化设计中，“替代机械系统”的设计思想是什么?
40、永磁式步进电动机的结构及特点是什么?
永磁式步进电动机的定子极上有两相或多相控制绕组，转子为一对或多对极的星形永久磁钢；永久式步进电动机，由于转子为永久磁钢，所以断电有定位转矩，消耗功率小；永磁式步进电动机的缺点是，步距角较大，启动和运行平率较低，需正、负脉冲供电。
41、步进电动机的单、双极性驱动电路，各自的特点是什么？适用范围是什么？
主要有：单极性驱动电路、双极性驱动电路、高低压驱动电路、斩波驱动电路、细分电路。其中双极性驱动电路适于永磁式步进电动机。
11、步进电动机数控系统和参考脉冲伺服系统的输入信号是什么?输出轴的转速、转向、位置各自与哪些因素有关?
(1)参考脉冲序列。
转速与参考脉冲频率成正比。
(2)输出轴 转向由转向电平决定。
21、机电一体化设计思想是什么?
系统的设计思想；机和电融合的设计思想；注重创新的设计思想。
22、滚珠丝杠螺母副的间隙消除和预紧方法有哪几种?